Un nuevo estudio plantea la posibilidad de explorar la atmósfera de Venus con la ayuda de aerobots. Lo más interesante es que no se trataría de una misión de unas pocas horas o días. Además, a nivel teórico, se plantea que podrían mantenerse en funcionamiento incluso durante una década…
Explorar la atmósfera de Venus con la ayuda de aerobots
Venus es el planeta más infernal del Sistema Solar. En su superficie, la temperatura es tan alta que puede fundir plomo. Es de unos 460 ºC. Su atmósfera, por otro lado, es tan densa como para aplastar a un ser humano, porque tiene más de 90 veces la densidad de la atmósfera de la Tierra. Sin embargo, por encima de la capa de nubes, aproximadamente entre 47 y 70 km sobre la superficie, las temperaturas son estables y la presión atmosférica es aproximadamente la misma que en la superficie de nuestro planeta. Y eso permite una opción muy interesante.
La de utilizar plataformas robóticas aéreas (es decir, aerobots) que podrían funcionar durante mucho tiempo, suspendidas en la atmósfera de Venus. Estos aerobots son capaces de operar durante años. Y, además, se han construido prototipos como respuesta a los planes de la NASA. El problema de los diseños planteados hasta ahora es que no tienen un método que permita reponer los gases que permiten que se mantengan a flote en la atmósfera. Esto limita seriamente la vida útil de este tipo de conceptos. Aunque todo podría cambiar según un nuevo estudio.
En él, se plantea que el uso de recursos in situ (ISRU, por sus siglas en inglés) podría ampliar la vida útil de los aerobots mediante el uso de electrólisis para convertir el dióxido de carbono (CO2) de la atmósfera en gases que permitan mantener la flotabilidad y, también, en una fuente de energía. En su estudio, los investigadores explican que los aerobots serían capaces de realizar investigaciones sobre la geofísica y la ciencia atmosférica de Venus. Sin embargo, los conceptos basados en globos están limitados por la pérdida de helio.
Las ventajas de los aerobots
Además, los vehículos alimentados por energía solar también tienen un desafío muy complejo por culpa de los vientos superrotatorios de la atmósfera de Venus. Esto provoca que las misiones aéreas pasen unas 50 horas en el hemisferio nocturno. Por lo que la energía solar se ve limitada como una fuente de energía útil para este tipo de misiones. Esto hace que la idea de recurrir a los recursos in-situ para reponer material y como fuente de energía sea de lo más atractiva. El concepto se basa en algo que se denomina electrólisis de óxido sólido (SOE, por sus siglas en inglés).
Se trata de un proceso que utiliza electrolitos cerámicos sólidos para convertir CO2 en oxígeno gaseoso (O2) y monóxido de carbono (CO). El diseño que plantean consiste en un globo de 12,5 m de diámetro con una carga útil de 20 kg. Estaría alimentado por un suministro continuo de 10 vatios de electricidad mediante paneles solares. El aerobot volará a una altitud de 61 km, descenderá hasta los 50 km para reponer su suministro de helio mediante SOE, y tendrá una vida útil de cuatro meses y una vida operativa máxima de 10 años.
Este concepto podría permitir explorar eventos sísmicos por medio del estudio de los patrones de ondas de infrasonido, que pueden detectarse a una altura de 55 km. También es posible que permita realizar investigaciones sobre magnetismo termorremanente (TRM). En realidad, lo ideal es realizar las mediciones magnéticas cerca de la superficie. Desde la atmósfera es mucho más complejo porque las señales se ven debilitadas por factores como la temperatura extrema de la corteza del planeta. A pesar de ello, se podría captar también desde las alturas.
Los aerobots en Venus podrían ser una realidad algún día
Por otro lado, un aerobot también sería capaz de realizar estudios sobre la química y la dinámica de la atmósfera. Esto permitiría entender cosas como por qué la concentración de dióxido de azufre (SO2) cambia a lo largo de periodos de varias décadas. Las misiones anteriores, que viajaron a Venus, han proporcionado algunos datos sobre este fenómeno, pero el mecanismo que lo provoca sigue siendo un misterio. Una misión de diez años permitiría estudiar el ciclo completo. Mostraría mejor de qué manera cambia el SO2 y observarlo de forma directa.
Además, también sería posible estudiar el transporte de energía a través de las capas verticales de la atmósfera. Algo que se rige por ciclos con cada año venusiano (es decir, unos 225 días). Por lo que una misión de una década podría estudiar cómo varía el transporte de energía de un año a otro. Un aspecto clave para que la duración de esta misión se convierta en realidad es la capacidad de recombinar parte de los productos gaseosos del proceso SOE para generar energía. Al utilizarlos conjuntamente, el CO y el O2 pueden generar energía.
Así que este proceso permitiría resolver muchos de los retos que plantea la exploración de la atmósfera de Venus. El ISRU también permitiría aumentar la masa de los instrumentos transportados por la plataforma o permitir incorporar otras funcionalidades. La exploración de Venus es uno de los grandes objetivos de la exploración espacial de las próximas décadas. Además de investigar la posibilidad de que sus nubes puedan albergar vida, se buscará entender mejor su rotación retrógrada y por qué se convirtió en el mundo infernal que es hoy en día. Pero, para eso, este concepto primero tendrá que convertirse en misión…
Estudio
El estudio es K. Horn, J. Cutts, S. Elangovan; «Science Opportunities For Long-Lived Venus Aerial Robotic Platforms Enabled By ISRU». Puede consultarse en este enlace.
Referencias: Universe Today
